KR20220123514A - Lens assembly manufacturing - Google Patents
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Abstract
렌즈 조립체는 튜브를 포함하며, 여기서 렌즈 또는 마이크로 렌즈와 같은 광학 소자는 소정 용적의 경화성 광학 중합체를 상기 튜브 내로 분배하고, 원하는 렌즈 곡률에 대응하는 헤드를 갖는 하나 이상의 플런저를 사용하여 상기 광학 소자에 대한 원하는 형상을 형성하고, 상기 광학 중합체를 경화시키기 위해 상기 플런저를 제 위치에 두고 상기 튜브에 복사 에너지를 인가하고, 또한 모바일 또는 웨어러블 디바이스에 단일 부품으로서 통합될 수 있는 상기 렌즈 조립체 내에 원하는 수의 광학 소자가 제조될 때까지 필요에 따라 반복함으로써 개별적으로 제조된다. The lens assembly includes a tube wherein an optical element, such as a lens or microlens, dispenses a volume of a curable optical polymer into the tube and attaches to the optical element using one or more plungers having a head corresponding to a desired lens curvature. Applying radiant energy to the tube by placing the plunger in place to cure the optical polymer, forming a desired shape for They are individually manufactured by repeating as necessary until the optical element is manufactured.
Description
본 발명은 다양한 유형의 전자 시스템 및 디바이스에서 구현되는 광학 소자 및 광학 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to optical elements and optical systems implemented in various types of electronic systems and devices.
렌즈, 마이크로 렌즈 및 기타 유형의 광학 소자들은 일반적으로, 이미징, 가상 현실 및 기타 그와 같은 응용 분야에 사용하기 위해, 오늘날의 모바일 및 웨어러블 디바이스(wearable device)에 포함된다. 제조되는 동안 정렬되는 광학 소자 그룹을 포함하는 렌즈 조립체를 제조하기 위한 새로운 기회가 존재하며, 이와 같은 렌즈 조립체는 후속적으로 모바일 또는 웨어러블 디바이스에 통합될 수 있는 단일 유닛을 형성한다.Lenses, microlenses and other types of optical elements are commonly included in today's mobile and wearable devices for use in imaging, virtual reality and other such applications. New opportunities exist for manufacturing lens assemblies comprising groups of optical elements aligned during manufacturing, such lens assemblies forming a single unit that can subsequently be integrated into a mobile or wearable device.
본 발명의 일 양태는 렌즈 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은: 소정 용적의 경화성 광학 중합체를 튜브에 제공하는 단계; 플런저를 상기 튜브 내로 삽입하는 단계로서, 상기 플런저는 상기 경화성 광학 중합체와 접촉하고 렌즈 곡률을 한정하는 헤드를 포함하고, 상기 헤드는 상기 튜브의 내부 형상에 긴밀하게 끼워맞춰지도록 크기 설정되는, 상기 삽입하는 단계; 상기 플런저가 상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 경화성 광학 중합체를 경화시키는 단계; 및 상기 경화 후에 상기 튜브로부터 상기 플런저를 제거하는 단계로서, 상기 경화성 광학 중합체는 상기 플런저의 헤드에 의해 한정된 렌즈 곡률을 포함하는 광학 소자로 경화되는, 상기 플런저를 제거하는 단계를 포함한다.One aspect of the present invention relates to a method of making a lens assembly, the method comprising: providing a volume of a curable optical polymer to a tube; inserting a plunger into the tube, the plunger comprising a head in contact with the curable optical polymer and defining a lens curvature, the head sized to fit tightly to the inner shape of the tube. to do; curing the curable optical polymer with the plunger inserted into the tube; and removing the plunger from the tube after curing, wherein the curable optical polymer is cured into an optical element comprising a lens curvature defined by the head of the plunger.
일부 실시예들에 있어서, 상기 튜브는 제1 파장의 광에 대해 광학적으로 투명하고, 상기 경화성 광학 중합체를 경화시키는 단계는 상기 경화성 광학 중합체를 상기 제1 파장의 광으로 조사하는 단계를 포함하고, 상기 제1 파장의 광은 상기 튜브를 통해 상기 경화성 광학 중합체로 전파된다.In some embodiments, the tube is optically transparent to light of a first wavelength, and curing the curable optical polymer comprises irradiating the curable optical polymer with light of the first wavelength, Light of the first wavelength propagates through the tube to the curable optical polymer.
상기 플런저의 헤드는 상기 제1 파장의 광에 대해 광학적으로 투명하고, 상기 경화성 광학 중합체를 경화시키는 단계는 상기 플런저의 헤드를 통해 전파되는 상기 제1 파장의 광을 포함한다.The head of the plunger is optically transparent to light of the first wavelength, and curing the curable optical polymer comprises light of the first wavelength propagating through the head of the plunger.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은, 제2 플런저를 상기 튜브의 제2 단부로부터 상기 튜브 내로 삽입하는 단계로서, 상기 플런저는 상기 튜브의 제2 단부 반대편에 위치하는 상기 튜브의 제1 단부 내로 삽입되는, 상기 삽입하는 단계; 및 상기 경화 후에 상기 튜브로부터 상기 제2 플런저를 제거하는 단계로서, 상기 광학 소자의 렌즈 곡률은 상기 광학 소자의 제1 측면상에 배치되고, 상기 제1 측면의 반대편에 위치하는 상기 광학 소자의 제2 측면이 제2 곡률을 한정하는 상기 제2 플런저의 제2 헤드의 상기 제2 곡률에 의해 한정되는, 상기 제거하는 단계를 추가로 포함한다.In some embodiments, the method comprises inserting a second plunger into the tube from a second end of the tube, the plunger into a first end of the tube opposite the second end of the tube. being inserted, the step of inserting; and removing the second plunger from the tube after the curing, wherein the lens curvature of the optical element is disposed on a first side of the optical element and is located opposite the first side of the optical element. and wherein the second side is defined by the second curvature of the second head of the second plunger defining a second curvature.
상기 광학 중합체를 경화시키는 단계는 상기 광학 소자의 적어도 일부가 상기 튜브의 내부 형상의 일부와 결합되게 하는 단계를 포함한다.Curing the optical polymer includes allowing at least a portion of the optical element to bond with a portion of the inner shape of the tube.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은, 제2 용적의 제2 경화성 광학 중합체를 상기 튜브에 제공하는 단계; 후속 플런저를 상기 튜브 내로 삽입하는 단계로서, 상기 후속 플런저는 상기 제2 경화성 광학 중합체와 접촉하고 제2 렌즈 곡률을 한정하는 후속 헤드를 포함하며, 상기 후속 헤드는 상기 튜브의 내부 형상에 긴밀하게 끼워맞춰지도록 크기 설정되는, 상기 삽입 단계; 상기 후속 플런저가 상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 제2 경화성 광학 중합체를 경화시키는 단계; 및 상기 제2 경화성 광학 중합체의 경화 후에 상기 튜브로부터 상기 후속 플런저를 제거하는 단계로서, 상기 제2 경화성 광학 중합체는 상기 후속 플런저의 후속 헤드에 의해 한정된 제2 렌즈 곡률을 포함하는 제2 광학 소자로 경화되는, 상기 후속 플런저를 제거하는 단계를 추가로 포함한다.In some embodiments, the method comprises: providing a second volume of a second curable optical polymer to the tube; inserting a subsequent plunger into the tube, the subsequent plunger including a subsequent head in contact with the second curable optical polymer and defining a second lens curvature, the subsequent head fitting tightly to the inner shape of the tube the insertion step being sized to fit; curing the second curable optical polymer with the subsequent plunger inserted into the tube; and removing the subsequent plunger from the tube after curing of the second curable optical polymer, wherein the second curable optical polymer comprises a second lens curvature defined by a subsequent head of the subsequent plunger into a second optical element. and removing said subsequent plunger, which is hardened.
상기 제2 광학 소자는 바람직하게는 상기 광학 소자의 렌즈 곡률과 접촉할 수 있다.The second optical element may preferably be in contact with a lens curvature of the optical element.
일부 실시예들에 있어서, 상기 광학 소자의 렌즈 곡률과 접촉하는 상기 제2 광학 소자의 측면은 오목하고, 상기 광학 소자의 렌즈 곡률은 볼록하다.In some embodiments, a side of the second optical element that contacts the lens curvature of the optical element is concave, and the lens curvature of the optical element is convex.
일부 실시예들에 있어서, 상기 광학 소자의 렌즈 곡률과 접촉하는 상기 제2 광학 소자의 측면은 볼록하고, 상기 광학 소자의 렌즈 곡률은 오목하다.In some embodiments, the side of the second optical element that contacts the lens curvature of the optical element is convex, and the lens curvature of the optical element is concave.
상기 광학 소자의 제1 광학 축은 바람직하게도 상기 제2 광학 소자의 제2 광학 축과 축방향으로 정렬될 수 있다.The first optical axis of the optical element is preferably axially aligned with the second optical axis of the second optical element.
일부 실시예들에 있어서, 상기 광학 소자의 렌즈 곡률은 상기 광학 소자의 제1 측면상에 배치되고, 상기 제1 측면의 반대편에 위치하는 상기 광학 소자의 제2 측면은 상기 튜브의 하부에 의해 한정된다.In some embodiments, a lens curvature of the optical element is disposed on a first side of the optical element, and a second side of the optical element opposite the first side is defined by a lower portion of the tube do.
일부 실시예들에 있어서, 상기 튜브는 원형 단면을 포함한다.In some embodiments, the tube comprises a circular cross-section.
일부 실시예들에 있어서, 상기 튜브는 타원형 단면을 포함한다.In some embodiments, the tube comprises an elliptical cross-section.
상기 소정 용적의 경화성 광학 중합체는 바람직하게도 경화 후에 상기 광학 소자의 정확한 크기를 제공하도록 선택될 수 있다.The volume of curable optical polymer may be preferably selected to provide the correct size of the optical device after curing.
상기 경화성 광학 중합체를 경화시키는 단계는 바람직하게도 상기 튜브의 외부의 복사열 소스를 사용하여 상기 경화성 광학 중합체를 가열하는 단계를 포함할 수 있다.Curing the curable optical polymer may preferably comprise heating the curable optical polymer using a radiant heat source external to the tube.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 경화성 광학 중합체는 상기 제1 경화성 광학 중합체와는 상이한 굴절률을 갖는다.In some embodiments, the second curable optical polymer has a different refractive index than the first curable optical polymer.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서상에 광을 집속시키도록 구성된 렌즈 조립체를 포함하는 디바이스가 제공되며, 상기 렌즈 조립체는: 제1 파장의 자외선(UV)에 대해 광학적으로 투명한 튜브; 상기 튜브 내로 운반된 소정 용적의 UV 경화성 광학 중합체로 제조되는 제1 광학 소자로서, 상기 UV 경화성 광학 중합체는 제1 굴절률을 가지며, 상기 제1 광학 소자의 외부 경계는 상기 튜브에 경화되는, 상기 제1 광학 소자; 및 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 광학 중합체로 제조되는 제2 광학 소자를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided an image sensor; and a lens assembly configured to focus light onto the image sensor, the lens assembly comprising: a tube optically transparent to ultraviolet (UV) light of a first wavelength; a first optical element made of a volume of a UV curable optical polymer conveyed into the tube, the UV curable optical polymer having a first refractive index, and an outer boundary of the first optical element being cured in the tube. 1 optical element; and a second optical element made of a second optical polymer having a second refractive index different from the first refractive index.
바람직하게는, 상기 제2 광학 소자의 제2 외부 경계가 상기 튜브에 경화될 수 있다.Preferably, a second outer boundary of the second optical element may be hardened to the tube.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 렌즈 조립체가 제공되며, 상기 렌즈 조립체는: 제1 파장의 광에 대해 광학적으로 투명한 튜브; 광학 소자로서, 상기 광학 소자는 상기 튜브 내로 운반된 소정 용적의 광학 중합체로 제조되고, 상기 소정 용적의 광학 중합체는 상기 튜브의 내부 형상에 결합되고, 상기 소정 용적의 광학 중합체는 제1 굴절률을 갖는, 상기 광학 소자; 및 적어도 하나의 다른 광학 소자로서, 상기 적어도 하나의 다른 광학 소자는 상기 튜브 내로 운반되고 상기 튜브의 내부 형상에 결합된 제2 광학 중합체로 제조되고, 상기 제2 광학 중합체는 제2 굴절률을 갖는, 상기 적어도 하나의 다른 광학 소자를 포함한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a lens assembly comprising: a tube optically transparent to light of a first wavelength; An optical device, wherein the optical device is made of a volume of an optical polymer conveyed into the tube, the volume of optical polymer is bonded to the inner shape of the tube, and wherein the volume of optical polymer has a first index of refraction. , the optical element; and at least one other optical element, wherein the at least one other optical element is made of a second optical polymer carried into the tube and bonded to the inner shape of the tube, the second optical polymer having a second index of refraction; said at least one other optical element.
일부 실시예들에 있어서, 상기 튜브는 자외선에 대해 투명하고, 상기 광의 제1 파장은 자외선 범위 내에 있게 된다.In some embodiments, the tube is transparent to ultraviolet light and the first wavelength of the light is in the ultraviolet range.
본 발명의 비제한적이고 비배타적인 실시예들은 달리 명시되지 않는 한 다양한 관점을 통해 유사한 참조 부호들이 유사한 부분을 나타내는 다음의 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 렌즈 조립체가 통합된 머리 장착형 디스플레이(HMD; Head Mounted Display)의 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 렌즈 조립체를 제조하는데 사용될 수 있는 시스템 요소들의 정면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 렌즈 조립체를 제조하는데 사용될 수 있는 튜브의 평단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 렌즈 조립체의 제1 광학 소자의 제조 동안 사용 중인 시스템 요소들의 정면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 렌즈 조립체의 제2 광학 소자의 제조 동안 사용 중인 시스템 요소들의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제3 광학 소자를 갖는 부분적으로 구성된 렌즈 조립체의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제4 광학 소자를 갖는 부분적으로 구성된 렌즈 조립체의 정면도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 6개의 광학 소자들을 포함하는 완성된 렌즈 조립체의 정면도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 조립체의 각각의 단부에 선택적인 보호 요소를 갖는 완전한 렌즈 조립체의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 렌즈 조립체를 제조하는 방법과 관련된 작동 흐름을 도시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Non-limiting and non-exclusive embodiments of the present invention are described with reference to the following drawings in which like reference numerals indicate like parts through various aspects, unless otherwise specified.
1 is a perspective view of a head mounted display (HMD) in which a lens assembly manufactured according to an embodiment of the present invention is integrated.
2A is a front view of system elements that may be used to fabricate a lens assembly, in accordance with one embodiment of the present invention.
2B is a top cross-sectional view of a tube that may be used to fabricate a lens assembly, in accordance with one embodiment of the present invention.
3A-3D are front views of system elements in use during manufacture of a first optical element of a lens assembly, in accordance with an embodiment of the present invention;
4A-4D are front views of system elements in use during manufacture of a second optical element of a lens assembly, in accordance with an embodiment of the present invention;
5 is a front view of a partially constructed lens assembly with a third optical element, in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a front view of a partially constructed lens assembly with a fourth optical element, in accordance with an embodiment of the present invention.
7A is a front view of a finished lens assembly including six optical elements, according to an embodiment of the present invention.
7B is a front view of a complete lens assembly with optional protective elements at each end of the assembly, in accordance with one embodiment of the present invention.
8 illustrates an operational flow associated with a method of manufacturing a lens assembly, in accordance with an embodiment of the present invention.
렌즈 조립체를 제조하기 위한 장치, 시스템, 및 방법의 실시예들이 본원에 설명된다. 다음 설명에서, 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항들이 설명된다. 그러나, 관련 기술 분야의 숙련자라면 본원에 설명된 기술들이 하나 이상의 특정 세부 사항 없이, 또는 다른 방법, 구성 요소, 재료 등을 사용하여 실시될 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 구조, 재료 또는 작업은 특정 양태들을 모호하게 하는 것을 방지하기 위해 상세하게 표시되거나 설명되지 않는다.Embodiments of an apparatus, system, and method for manufacturing a lens assembly are described herein. In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the embodiments. However, those skilled in the relevant art will recognize that the techniques described herein may be practiced without one or more of the specific details, or using other methods, components, materials, and the like. In other instances, well-known structures, materials, or works have not been shown or described in detail in order to avoid obscuring certain aspects.
본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "하나의 실시예"에 대한 참조는 상기 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 사실을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양하게 나타나는 "일 실시예에 있어서" 또는 "하나의 일 실시예에 있어서"라는 문구의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 상기 특정 특징, 구조, 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.Reference throughout this specification to “one embodiment” or “an embodiment” means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the invention. do. Thus, the appearances of the phrases "in one embodiment" or "in one embodiment" in various appearances throughout this specification are not necessarily all referring to the same embodiment. Furthermore, the specific features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.
본 발명에 설명된 렌즈 조립체를 제조하기 위한 장치, 시스템 및 방법은 정확한 용적의 경화성 광학 중합체가 전달되는 튜브를 포함한다. 소정 용적의 광학 중합체는 상기 튜브 내로 삽입된 적어도 하나의 플런저에 의해 결합되며, 상기 플런저는 상기 플런저에 인접한 광학 중합체가 곡률에 의해 한정된 형상을 취하게 하는 렌즈 곡률을 갖는다. 상기 튜브 및 중합체에는 상기 튜브의 외부로부터 복사 에너지가 인가된다. 복사 에너지는 상기 튜브로 전달되어 상기 중합체를 경화시켜, 상기 중합체가 강성 광학 소자를 형성하게 한다. 그런 다음, 상기 플런저는 상기 튜브로부터 제거되어, 앞서 언급한 렌즈 곡률을 갖는 강성 광학 소자가 잔류한다. 중합체를 튜브 내로 삽입하고, 상기 중합체를 원하는 렌즈 곡률을 갖는 플런저와 결합시키고, 상기 중합체를 경화시키는 연속적인 작업을 통해, 하나 이상의 추가적인 광학 소자가 상기 튜브 내에 형성될 수 있다. 따라서, 그로 인해 유발되는 렌즈 조립체는 상기 튜브 내의 광학 소자들이 개별 요소들의 광학 축을 따라 동축으로 정렬될 수 있는 유리한 방식으로 구성되며, 이 때 상기 튜브는 가상 현실 시스템, 머리 장착형 디스플레이 또는 기타 모바일 또는 웨어러블 디바이스의 단일 렌즈 조립체 구성 요소로서 용이하게 통합될 수 있다. 이들 및 다른 실시예들는 도 1 내지 도 8과 관련하여 더 상세하게 설명된다.Apparatus, systems and methods for making the lens assemblies described herein include a tube into which a precise volume of the curable optical polymer is delivered. A volume of optical polymer is bound by at least one plunger inserted into the tube, the plunger having a lens curvature that causes the optical polymer adjacent the plunger to assume a shape defined by the curvature. Radiant energy is applied to the tube and polymer from the outside of the tube. Radiant energy is transmitted to the tube to cure the polymer, causing the polymer to form a rigid optical device. The plunger is then removed from the tube, leaving the rigid optical element with the aforementioned lens curvature. One or more additional optical elements may be formed in the tube through successive operations of inserting the polymer into the tube, engaging the polymer with a plunger having the desired lens curvature, and curing the polymer. Thus, the resulting lens assembly is configured in an advantageous manner such that the optical elements within the tube can be coaxially aligned along the optical axis of the individual elements, wherein the tube is connected to a virtual reality system, head mounted display or other mobile or wearable device. It can be easily integrated as a single lens assembly component of the device. These and other embodiments are described in greater detail with respect to FIGS. 1-8 .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 렌즈 조립체가 통합된 머리 장착형 디스플레이(HMD)(100)의 사시도이다. 설명된 HMD(100)의 예는 관찰 구조체(140), 상부 고정 구조체(141), 측면 고정 구조체(142), 후방 고정 구조체(143), 및 전방 강성 구조체(144)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 일부 예들에 있어서, 상기 HMD(100)는 상기 HMD(100) 사용자의 머리에 착용되도록 구성될 수 있으며, 상기 상부 고정 구조체(141), 측면 고정 구조체(142), 및/또는 후방 고정 구조체(143)는 상기 HMD(100)를 사용자의 머리에 고정시키기 위한 탄성 및 하나 이상의 강성 구조체(예를 들면, 플라스틱)을 포함하는 직물 스트랩(fabric strap)을 포함할 수 있다. HMD(100)는 또한 선택적으로 상기 HMD(100) 사용자의 귀(들)에 오디오를 전달하기 위한 하나 이상의 이어피스(120)를 포함할 수 있다.1 is a perspective view of a head mounted display (HMD) 100 with an integrated lens assembly, according to an embodiment of the present invention. The described example of the
HMD(100)의 설명된 예는 또한 상기 HMD(100)의 사용자의 얼굴과 접촉하기 위한 인터페이스 멤브레인(118)을 포함하며, 상기 인터페이스 멤브레인(118)은 적어도 일부 주변광이 상기 HMD(100)의 사용자의 눈에 도달하는 것을 차단하는 기능을 한다.The described example of the
예시적인 HMD(100)는 또한 HMD(100)의 관찰 구조체(140)의 하드웨어를 지원하기 위한 섀시를 포함할 수 있다(섀시 및 하드웨어는 도 1에 명시적으로 도시되지 않음). 관찰 구조체(140)의 하드웨어는 프로세싱 로직, 데이터를 송신 및 수신하기 위한 유선 및/또는 무선 데이터 인터페이스, 그래픽 프로세서, 및 데이터 및 컴퓨터 실행 가능 명령어들을 저장하기 위한 하나 이상의 메모리를 포함할 수 있다. 일 예에 있어서, 관찰 구조체(140)는 유선 전력을 수신하도록 구성될 수 있고 그리고/또는 하나 이상의 배터리에 의해 전력을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 관찰 구조는(140)는 비디오 데이터를 포함하는 유선 및/또는 무선 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.The example HMD 100 may also include a chassis to support hardware of the
일부 예들에 있어서, HMD(100) 사용자 눈의 이미지(들)를 캡처하기 위해 눈 추적 카메라(도 1에 명시적으로 도시되지 않음)가 관찰 구조체(140)에 포함될 수 있다. 관찰 구조체(140)는 또한 HMD(100) 사용자의 눈(들)에 광을 지향시키기 위한 하나 이상의 전자 디스플레이를 갖는 디스플레이 시스템을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 시스템은 LCD, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 HMD(100) 사용자에게 광(예를 들면, 콘텐츠, 이미지, 비디오 등)을 방출하기 위한 마이크로 LED 디스플레이 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In some examples, an eye tracking camera (not explicitly shown in FIG. 1 ) may be included in the
HMD(100)는 특정 이미지 특성을 갖는 이미지를 이미지 평면상에 집속시키기 위해 이미지 센서(152)와 함께 작동하도록 배향된 통합 렌즈 조립체(150)를 포함할 수 있다. 상기 통합 렌즈 조립체(150)는 원하는 이미지 특성에 대응하는 굴절률을 갖는 적어도 하나의 광학 소자를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 통합된 렌즈 조립체는 튜브 내에 2개 이상의 광학 소자를 보유하며, 상기 광학 소자들은 서로에 맞대어 위치하며 상기 개별 요소들의 광학 축을 따라 동축으로 정렬된다. HMD는 상기 통합 렌즈 조립체(150)가 포함될 수 있는 디바이스의 예이다. 그러나, 통합 렌즈 조립체(150)는 임의의 디바이스에 통합될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 상기 광학 소자가 개별적으로 제작되어 상기 튜브(202) 및 제작된 광학 소자들을 도 1과 관련하여 논의된 렌즈 조립체(150)로 변형시키는 프레임워크를 제공하는 튜브(202)의 정면도 및 평단면도이다. 상기 튜브(202)의 단면은 원형일 수 있거나 또는 상기 단면은, 상기 튜브(202) 내에 형성된 광학 소자들의 원하는 단면 형상에 따라 그리고/또는 상기 렌즈 조립체를 수용할 HMD(100)와 같은 디바이스 내의 공동 형상에 따라, 타원형 또는 기타 프로파일(예를 들면, 정방형, 장방형 등)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 튜브(202)는 광의 적어도 일부 파장에 대해 광학적으로 투명하다. 이와 같은 파장은 자외선(UV) 광, 적외선(IR) 광, 또는 다른 파장의 광 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 튜브(202)는 열이 상기 튜브(202)의 측면을 통과하도록 허용한다. 상기 튜브(202)는 유리, 플라스틱, 또는 원하는 투명도 특성을 갖는 다른 재료로 구성될 수 있으며, 한쪽 또는 양쪽 단부가 개방된 형상일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 튜브(202)는 상기 튜브(202)의 수직 세그먼트들이 상이한 형상을 갖도록 분할될 수 있다. 예를 들어, 튜브(202)는 제1 원통형 튜브 단면의 직경이 제2 원통형 튜브 단면의 직경과 상이할 수 있는 계단형 형상을 가질 수 있다. 상기 계단형 형상은 다양한 직경을 갖는 상기 튜브(202) 내에 형성된 광학 소자들의 생성을 도울 수 있다. 대안적으로, 튜브(202)는 하나 이상의 테이퍼링 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 튜브(202)는 튜브(202)의 상부로부터 하부로 갈수록 좁아지는 테이퍼로 인해 상부가 더 넓고 하부가 더 좁을 수 있다. 테이퍼도 또한 다양한 직경을 갖는 튜브(202) 내에 형성된 광학 소자들의 생성을 도울 수 있다. 대안적으로, 튜브(202)의 계단형 형상 또는 테이퍼는 상기 렌즈 조립체가 배치될 디바이스의 요구에 맞는 완성된 렌즈 조립체에 대한 특정 형상을 제공할 수 있다.2A and 2B are views of a
상기 튜브(202)는 고정구(도시되지 않음)에 의해 수직으로 제자리에 유지되고 연직이다(예를 들어, 튜브(202)의 측면은 중력에 평행하다). 제1 플런저(206)는 상기 튜브(202)의 하부 단부로부터 상기 튜브(202) 내로 삽입될 수 있다. 상기 제1 플런저(206)는 제1 플런저 헤드(208)를 포함한다. 상기 제1 플런저 헤드(208)는 공동을 포함할 수 있고, 상기 공동의 곡률은 상기 조립체에서 제조된 제1 광학 소자의 하부 표면에 대해 원하는 렌즈 곡률(209)을 한정한다. 도면들에 도시된 제1 플런저 헤드(208)의 공동은 튜브의 상부에 대해 오목하지만, 상기 제1 플런저 헤드(208)는 상기 원하는 렌즈 조립체의 제1 광학 소자에 대한 특정 곡률 요구에 따라 오목하거나 볼록하거나 또는 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 양태들에 있어서, 플런저 헤드에 의해 제공되는 곡률은 표면이 구형으로 지칭될 수 있도록 상기 표면에 걸쳐 일정하다. 오목하거나 볼록한 플런저 헤드 공동은 상술된 일정한 곡률을 제공할 수 있다. 다른 양태들에 있어서, 곡률은 표면에 걸쳐 곡률이 변하는 비구면일 수 있고, 대응하는 형상의 플런저 헤드가 제공될 수 있다. 플런저 헤드에 의해 제공되는 곡률은 반드시 회전 대칭일 필요는 없다. 또 다른 양태에 있어서, 상기 플런저 헤드(208)는 회절 광학 소자를 형성하기 위한 회절 구조체를 포함할 수 있다. 상기 플런저 헤드(208)는 상기 튜브(202)의 내부 형상에 긴밀하게 끼워맞춰지도록 크기 설정된다(즉, 상기 플런저 헤드(208)는 상기 튜브(202)의 내부 측벽(220)에 맞대어 있는 둘레를 가지며, 상기 튜브(202)의 내부 경계보다 약간 작은 외부 경계를 갖는 등이 구현된다). 대안적으로, 상기 튜브(202)의 하부면은 상기 조립체에서 제조된 제1 광학 소자의 하부 표면이 평평하도록 폐쇄될 수 있다. 내부 측벽(220)은 외부 측벽(230)의 반대편에 배치된다(즉, 외부 측벽(230)은 튜브(202)의 외부 벽을 따라 배치된다).The
도 3a를 참조하면, 소정 용적의 경화성 광학 중합체(314)가 상기 튜브(202) 내로 제공된다. 주사기(도시되지 않음)와 같은 소스가, 상기 튜브 내로 떨어지거나 달리 전달되는, 정확한 용적의 광학 중합체를 분배하도록 제어된다. 중합체가 (예를 들면, 도 3a에 도시된 중합체 액적(314A, 314B, 314C)과 같은) 하나 이상의 액적으로 구성되는 경우, 제상기 1 플런저 헤드(208)에 착지할 때, 중합체 액적들이 합쳐져 단일 용적을 형성한다. 상기 튜브(202)의 내부 형상에 대한 상기 플런저 헤드(208)의 긴밀 끼워맞춤은 상기 튜브(202) 내로 운반된 모든 광학 중합체(314)가 상기 튜브(202) 내에 잔류하게 한다(즉, 광학 중합체(314)의 어떤 부분도 상기 플런저(206)를 지나서 상기 튜브(202)의 하부를 통해 밖으로 흐르지 않도록 한다).Referring to FIG. 3A , a volume of curable
도 3b에 도시된 바와 같이, 소정 용적의 경화성 광학 중합체(314)가 상기 제1 플런저(206)의 헤드(208) 상부에 위치되면, 제2 플런저(310)가 상기 튜브(202)의 상부 내로 삽입된다. 상기 제2 플런저(310)는 제2 플런저 헤드(312)를 포함한다. 상기 제2 플런저 헤드(312)는 공동을 포함할 수 있다. 상기 공동의 곡률은 상기 조립체에서 제조된 상기 제1 광학 소자의 상부 표면에 대해 원하는 렌즈 곡률(313)을 한정할 수 있다. 상기 도면들에 도시된 상기 제2 플런저 헤드(312)의 공동이 상기 튜브의 하부에 대해 오목한 반면, 상기 제2 플런저 헤드(312)는 오목하거나 또는 볼록할 수 있다.As shown in FIG. 3B , when a volume of curable
도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 제2 플런저(310)는 소정 용적의 경화성 광학 중합체와 접촉하여, 상기 용적이 상기 제1 및 제2 플런저 헤드들(208, 312)의 곡률과 일치하도록 하고, 상기 광학 소자(320)에 대해 원하는 형상을 취하게 한다. 상기 제1 플런저 헤드(208)와 같이, 상기 제2 플런저 헤드(312)는 상기 튜브(202)의 내부 형상에 긴밀하게 끼워맞춰지도록 크기 설정되어, 정확하게 측정된 용적의 광학 중합체가 상기 플런저 헤드(312)와 상기 튜브의 측면 사이를 통과하는 것을 방지한다. 경화 작업은 상기 제2 플런저(310)가 상기 튜브(202)에 있는 동안 발생하며, 이는 상기 튜브(202)를 통과하는 복사 에너지(318)를 포함할 수 있으며, 상기 복사 에너지(318)는 에너지 소스(316)로부터 발산된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 복사 에너지(318)는 상기 튜브(202)를 통해 전파하여 상기 소정 용적의 경화성 광학 중합체를 조명하기 위해 선택된 특정 파장을 갖는 광이며, 상기 에너지 소스(316)는 특정 파장을 갖는 광의 방출기이다. 예를 들어, 상기 에너지 소스(316)는 자외선 램프 또는 LED일 수 있고, 복사 에너지(318)는 자외선, 자외선 램프 및 특히 자외선 광에 반응성인 광학 중합체에 대응하는 광일 수 있다. 다른 실시예드에 있어서, 상기 복사 에너지(318)는 상기 튜브(202)를 통해 전파되고 상기 소정 용적의 경화성 광학 중합체를 가열하도록 선택된 열 에너지이다. 상기 복사 에너지(318)는 또한 광 또는 열을 통해 상기 제1 플런저 헤드(208) 및/또는 상기 제2 플런저 헤드(312)를 통해 전파될 수 있다. 상기 경화 작업은 상기 광학 소자(320)가 냉각 및 경화되게 허용되도록 복사 에너지(318)로서의 열 에너지를 중단하거나 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.3c, the
도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 제2 플런저(310)는 경화 작업 후에 상기 튜브(202)로부터 제거된다. 경화 작업 동안, 상기 광학 중합체는 상기 제2 플런저(310)가 상기 튜브(202)로부터 제거될 때 성형된 형상을 유지하도록 경화된다. 상기 튜브(202)로부터 상기 제2 플런저(310)를 제거한 후, 상기 경화된 광학 중합체는 상기 튜브(202)에 잔류하고, 상기 제2 플런저(310)의 헤드(312)에 의해 한정된 상부 렌즈 곡률(313)을 포함하는 광학 소자(320)를 형성한다. 일부 실시예들에 있어서, 경화되는 동안 상기 광학 중합체는 수축될 수 있다. 여전히 원하는 곡률 및 크기의 광학 소자를 얻는 동안 상기 중합체의 용적의 변화를 고려하기 위해, 플런저 헤드 크기 또는 형상은 사용 중인 특정 광학 중합체의 알려진 수축 특성에 따라 상기 소정 용적의 광학 중합체의 예상 수축을 고려하도록 선택 및/또는 조정된다. 일부 양태들에 있어서, 플런저 헤드(208) 및/또는 플런저 헤드(310)는 상기 광학 중합체 내에 회절 구조체를 부여하여 광학 소자(320)로서 회절 광학 소자를 형성한다.As shown in FIG. 3D , the
일부 실시예들에 있어서, 상기 광학 소자(320)의 적어도 일부는 상기 제2 플런저(310)의 제거 후에 상기 튜브(202)의 내부 측벽에 접착된 상태로 유지된다. 예를 들어, 튜브(202)의 내부와 접촉하는 상기 광학 소자(320)의 외부 경계 또는 링(315)은 상기 경화 작업의 결과로서 상기 튜브의 내부 측벽(즉, 도 2b에 도시된 바와 같은 내부 측벽(220))에서 튜브(202)의 내부와 접합될 수 있다. 경화 동안 생성된 상기 튜브의 내부에 대한 상기 광학 소자(320) 주위의 링(315)의 접합은 상기 광학 소자가 상기 튜브(202)에 부착되고 상기 제2 플런저(310)의 제거 후에 제자리에 잔류할 수 있게 할 수 있다. 상기 경화 작업 동안 상기 튜브(202)에 대한 결합되는 광학 소자(320)의 링(315) 부분은, 예를 들어, 제 2 플런저(310)의 삽입 시 상기 광학 중합체가 상기 튜브(202)의 내부 측벽까지 얇은 스트림으로 흐르게 하도록, 단지 충분한 광학 중합체를 튜브(202) 내로 정밀하게 계량하는 결과를 유발할 수 있다.In some embodiments, at least a portion of the
도 4a 내지 도 4d는 상기 제1 광학 소자(320)가 존재하는 튜브(202)의 정면도를 설명한다. 후속 작업에서, 상기 제1 광학 소자의 상부상에서 제2 광학 소자의 제조가 발생한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 소정 용적의 경화성 광학 중합체(414)이 상기 튜브(202)에 제공된다. 상기 경화성 광학 중합체(414)는 도 3a와 관련하여 논의된 동일한 재료일 수 있다(즉, 상기 제1 광학 소자(320)를 제조하기 위해 상기 튜브에 제공된 경화성 광학 중합체(314)와 동일한 재료일 수 있다). 대안적으로, 상기 경화성 광학 중합체(414)는, 상이한 굴절률, 상이한 대응 광 파장 또는 경화를 위한 대응 온도 등과 같은, 상이한 광학적 특성을 가질 수 있다. 상기 중합체는, 착지 시 합체되어 단일 용적을 구성할 수 있는, 도 4에 도시된 중합체 액적(414A, 414B, 및 414C)과 같은, 하나 이상의 액적으로 구성될 수 있다.4A to 4D illustrate a front view of the
도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 소정 용적의 경화성 광학 중합체(414)가 상기 제1 광학 소자(320)의 상부 표면 위에 위치되면, 후속 플런저(410)가 상기 튜브(202)의 상부 내로 삽입된다. 상기 후속 플런저(410)는 플런저 헤드(412)를 포함하며, 이는 상기 제2 광학 소자의 상부 표면에 대한 원하는 렌즈 곡률(413)을 한정하는 표면을 포함할 수 있다. 상기 플런저 헤드(412)의 표면은 상기 원하는 렌즈 조립체의 제2 광학 소자의 상부 표면에 대한 특정 요구에 따라 오목하거나 볼록하게 될 수 있다. (상기 플런저 헤드(412)는 도 4b 내지 도 4d에서 상기 튜브의 하부에 대해 오목한 것으로 도시되어 있다).As shown in FIG. 4B , when the volume of curable
도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 후속 플런저(410)는 상기 소정 용적의 경화성 광학 중합체(414)와 접촉하여, 상기 용적이 상기 제2 광학 소자(420)에 대해 원하는 형상을 취하기 위해 상기 제1 광학 소자(320)의 상부 표면의 곡률 및 상기 후속 플런저 헤드(412)의 곡률(413)에 순응하도록 한다. 상기 후속 플런저(410)가 상기 튜브(202)에 있는 동안 다른 경화 작업이 발생하며, 이는 상기 튜브(202)를 통과하는 복사 에너지(418)를 포함할 수 있으며, 상기 복사 에너지(418)는 에너지 소스로부터 발산된다. 복사 에너지(418)는 상기 경화성 광학 중합체(414)의 경화 요건에 대응하기 위해 필요에 따라 같거나 상이한 파장 또는 다른 복사 특성을 가질 수 있다. 상기 후속 플런저 헤드(412)는 도 3a 내지 도 3d와 관련하여 설명된 상기 제1 및 제 제2 플런저들의 헤드로서 동일한 곡률(413)을 가질 수 있거나, 또는 상이한 곡률(413)을 가질 수 있으며, 이에 의해 동일한 곡률을 갖는 다양한 플런저들로 제조된 광학 소자들의 차이는 예를 들어 상이한 굴절률을 갖는 광학 중합체들의 사용을 통해 영향을 받을 수 있다.As shown in FIG. 4C , the
도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 후속 플런저(410)는 상기 경화 작업 후에 상기 튜브(202)로부터 제거된다. 상기 튜브(202)로부터 상기 후속 플런저(410)를 제거한 후, 상기 경화된 광학 중합체가 튜브에 잔류하여, 상기 제1 광학 소자(320)의 상부에 접촉되는 제2 광학 소자(420)를 형성하며, 상기 제2 광학 소자(420)는 상기 제1 광학 소자(320)의 상부 렌즈 곡률의 역인 하부 렌즈 곡률을 포함하고 또한 상기 후속 플런저(410)의 헤드(412)에 의해 한정되는 상부 렌즈 곡률(413)을 포함한다. 상기 제1 광학 소자(320) 및 상기 제2 광학 소자(420)의 광학 축은 고정구에 의해 수직으로 제자리에 유지되는 원형 단면 튜브 내에서 발생하는 제작 작업의 결과로서 정렬된다.As shown in FIG. 4D , the
일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 광학 소자(420)의 적어도 일부는 상기 후속 플런저(410)의 제거 후에 상기 튜브(202)의 내부 측벽에 부착된 상태로 유지된다. 상기 튜브(202)의 내부 측벽에 대한 상기 제2 광학 소자(420)의 부착은 도 3d와 관련하여 위에서 설명된 상기 튜브(202)의 내부 측벽에 대한 상기 제1 광학 소자(320)의 부착과 실질적으로 동일한 방식으로 발생할 수 있다.In some embodiments, at least a portion of the second
상기 튜브(202)의 내부 측벽에 대한 연속적인 광학 소자들의 부착은 다른 광학 소자들의 광학 축 각각을 따라 상기 연속적인 광학 소자들을 정렬한다. 따라서, 상기 광학 소자들의 외부 경계가 상기 튜브(202)의 대응하는 내부 측벽에 결합되도록 상기 튜브(202) 내부의 광학 소자들을 제조한 결과, 상기 튜브(202) 내에서 제조될 때 상기 광학 소자들은 동축인 광학 축을 갖게 된다.The attachment of successive optical elements to the inner sidewall of the
도 5를 참조하면, 부분적으로 구성된 렌즈 조립체가 도 3a 내지 도 3d 및 도 4a 내지 도 4d에 도시된 것과 유사한 다른 작업 세트에 따라 도시되어 있다. 즉, 광학 소자(420)의 상부 표면상에 안착하는, 소정 용적의 광학 중합체가 상기 튜브(202)에 제공되었고; 플런저(510)가 튜브(202) 내로 삽입되어, 플런저 헤드(512)가 상기 소정 용적의 광학 중합체와 접촉하고; 경화 작업이 발생하며; 상기 플런저(510)는 경화되는 상기 소정의 광학 중합체에 후속하여 상기 튜브(202)로부터 제거되고, 결과적으로 제3 광학 소자(520)가 광학 소자(420)의 상부 표면에 의해 한정되는 하부 렌즈 곡률 및 상기 플런저(510)의 플런저 헤드(512)의 공동에 의해 한정되는 상부 렌즈 곡률(513)로 형성된다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 상기 플런저 헤드(512)는 상기 튜브(202)의 하부에 대해 볼록하지만, 다른 실시예들에 있어서는 상기 플런저 헤드(512)가 필요에 따라 오목 또는 볼록하게 구성될 수 있어서, 상기 광학 소자를 원하는 광학 특성으로 제조할 수 있다.5 , a partially constructed lens assembly is shown according to another set of operations similar to that shown in FIGS. 3A-3D and 4A-4D . That is, a volume of optical polymer, which rests on the upper surface of the
도 6을 참조하면, 부분적으로 구성된 렌즈 조립체가 도 3a 내지 도 3d 및 도 4a 내지 도 4d에 도시된 것과 유사한 다른 작업 세트에 따라 도시되어 있다. 특히, 그의 일련의 작업들을 통해, 제4 광학 소자(620)가 상기 튜브(202) 내에 형성되며, 상기 제4 광학 소자(620)는 광학 소자(520)의 상부 표면에 의해 한정되는 하부 렌즈 곡률 및 플런저(610)의 플런저 헤드(612)의 공동에 의해 한정되는 상부 렌즈 곡률(613)을 포함한다.6 , a partially constructed lens assembly is shown according to another set of operations similar to those shown in FIGS. 3A-3D and 4A-4D . In particular, through a series of operations thereof, a fourth
도 7a를 참조하면, 제5 광학 요소(720) 및 제6 광학 요소(722)가 제조된 완성된 렌즈 어셈블리(150)가 도시되어 있다. 상기 제1 플런저는 또한 상기 튜브(202)로부터 제거되어 있는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 광학 소자가 제조 후 언제든지 제거될 수 있기 때문에, 모든 광학 소자들이 제조된 이후까지 상기 플런저를 제자리에 잔류시킬 필요가 있다는 어떠한 추론도 도출되어서는 안 된다. 예를 들어, 상기 제1 광학 소자(320)는, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 제조되었을 때, 상기 튜브(202)의 내부 측벽에 부착될 수 있다. 따라서, 상기 제1 광학 소자(320)의 경화시, 상기 경화 작업 동안 제자리에 있던 하부 플런저의 제거가 달성될 수 있다. 또한, 본원에서 논의된 렌즈 조립체(150)가 상기 튜브 내의 스택에 6개의 광학 소자들을 구비하는 것을 특징으로 하지만, 개시된 기술은 임의의 수의 광학 소자들을 갖는 렌즈 조립체를 생성하도록 적용될 수 있다.Referring to FIG. 7A , there is shown a
도 7b를 참조하면, 완성된 렌즈 조립체(150)가 도시되어 있으며, 그의 상부에는 선택적 보호 요소(702a)가 7a와 관련하여 논의된 조립체에 제공되어 있으며, 그의 하부에는 선택적 보호 요소(702b)가 상기 조립체에 제공되어 있다. 상기 선택적 보호 요소들은 유리, 플라스틱 또는 기타 투명 재료로 구성될 수 있으며, 상기 튜브(202) 내의 광학 소자들의 스택에 의해 생성된 원하는 광학 특성을 불리하게 수정하지 않도록 광학적으로 중성이거나 거의 중성일 수 있다. 유사하게도, 상기 렌즈 조립체의 구성 동안, 광학 소자들의 제작 사이에 다른 요소들이 상기 튜브(202) 내로 삽입될 수 있다. 그와 같은 요소들에는 창, 구멍, 미리 성형된 유리 또는 플라스틱 요소가 포함될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 회절 광학 소자들이 렌즈 조립체(150)에 포함될 수 있다. 상술된 창, 구멍, 미리 형성된 유리 또는 플라스틱 요소을 사용하여 상기 튜브(202) 내부에 제조된 광학 소자들을 분리시키면, 렌즈 표면들 사이의 공극, 렌즈 표면들 사이의 구멍, 및 예를 들어 접합된 이중선 또는 기타 배열을 제공하기 위한 유리 요소 또는 조립체의 포함을 허용할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 렌즈 조립체(150)의 다양한 광학 소자들은 반드시 회전 대칭일 필요는 없거나 또는 반드시 상기 렌즈 조립체(150)의 다른 광학 소자들에 의해 공유되는 광학 축을 갖는 광일 필요는 없다.Referring to FIG. 7B , a completed
완성된 렌즈 조립체(150)는 이미지 센서 바로 위에 제조될 수 있다. 이는 렌즈 조립체가 이미지 센서와 페어링되는 데 필요한 공간을 소형화하는 데 기여할 수 있다. 일 양태에 있어서, 렌즈 조립체(150)와 같은 렌즈 조립체는 렌즈 조립체가 공칭 초점 거리를 갖는 이미지 센서 위에 제조될 수 있다. 초점 측정(예를 들면, 렌즈 조립체가 이미지 센서의 이미징 평면상에 광을 집속하는 동안 상기 이미지 센서에 의해 캡처된 디지털 이미지들을 분석)을 통해, 특정 렌즈 조립체와 페어링되는 특정 이미지 센서를 포함하는 카메라의 초점을 개선하기 위해 조정 광학 도수값(optical power value)이 결정될 수 있다. 그러면, 상기 렌즈 조립체는 상기 렌즈 조립체의 초점을 향상시키기 위해 조정 광학 도수값에 따라 조정될 수 있다. 일 예에 있어서, 상기 렌즈 조립체는 광학 소자(722)와 같은 광학 소자의 상부 곡률 반경을 조정함으로써 조정된다.The
일부 실시예들에 있어서, 본원에 개시된 작업들에 따른 렌즈 조립체의 완료 후, 상기 튜브는 코팅되어 광이 상기 튜브(202)의 측면으로부터 완성된 렌즈 조립체로 진입하는 것을 방지할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 코팅은 예를 들면 흑색 및/또는 흡수층으로 상기 튜브(202)를 분무 또는 페인팅하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 완성된 렌즈 조립체의 직경을 감소시키기 위해, 상기 튜브(202)를 상기 렌즈 조립체 스택으로부터 제거하는 작업이 발생할 수 있다.In some embodiments, after completion of a lens assembly according to operations disclosed herein, the tube may be coated to prevent light from entering the finished lens assembly from the side of the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 렌즈 조립체를 제조하는 방법에 관한 작동 흐름(800)을 도시한다. 통합된 렌즈 조립체(150)는, HMD(100)와 통합되기 전에, 단계 802(위에서, 도 3a와 관련하여 더욱 상세히 논의됨)에서, 튜브에 소정 용적의 경화성 광학 중합체의 용적을 제공하는 작업; 단계 804(위에서, 도 3b 및 도 3c와 관련하여 더욱 상세히 논의됨)에서, 플런저를 상기 튜브 내로 삽입하는 작업으로서, 상기 플런저는 상기 경화성 광학 중합체와 접촉하고 렌즈 곡률을 한정하는 헤드를 포함하고, 상기 헤드는 상기 튜브의 내부 형상에 긴밀하게 끼워맞춰지도록 크기 설정되는, 상기 삽입하는 작업; 단계 806(위에서, 도 3b 및 도 3c와 관련하여 더욱 상세히 논의됨)에서, 상기 플런저가 상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 경화성 광학 중합체를 경화시키는 작업; 및 단계 808(위에서, 도 3d와 관련하여 더욱 상세히 논의됨)에서, 상기 경화 후에 상기 튜브로부터 상기 플런저를 제거하는 작업으로서, 상기 경화성 광학 중합체는 상기 플런저의 헤드에 의해 한정된 렌즈 곡률을 포함하는 광학 소자로 경화되는, 상기 플런저를 제거하는 작업을 통해 제조될 수 있다.8 depicts an
공정 블록들의 일부 또는 전부가 공정(800)에서 나타나는 순서는 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다. 오히려, 본 발명의 이점을 갖는 당업자라면 상기 공정의 일부가 도시되지 않은 다양한 순서로 또는 병렬로 실행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.The order in which some or all of the process blocks appear in
본 발명의 실시예들은 인공 현실 시스템을 포함하거나 이와 함께 구현될 수 있다. 인공 현실은, 예를 들면 가상 현실(VR), 증강 현실(AR), 혼합 현실(MR), 하이브리드 현실, 또는 그들의 일부 조합 및/또는 파생물을 포함할 수 있는, 사용자에게 표시하기 전에 어떤 방식으로든 조정된 현실의 한 형태이다. 인공 현실 콘텐츠는 완전히 생성된 콘텐츠 또는 캡처된(예를 들면, 현실 세계) 콘텐츠와 결합된 생성 콘텐츠를 포함할 수 있다. 상기 인공 현실 콘텐츠는 비디오, 오디오, 햅틱 피드백 또는 이들의 일부 조합을 포함할 수 있으며, 이들 중 임의의 것은 단일 채널 또는 다중 채널(예를 들면, 시청자에게 3차원 효과를 생성하는 스테레오 비디오)로 제공될 수 있다. 추가로, 일부 실시예들에 있어서, 인공 현실은, 또한 예를 들어 인공 현실에서 콘텐츠를 생성하는 데 사용되거나 그리고/또는 다른 경우 인공 현실에서 사용(예를 들면, 인공 현실에서 활동 수행)되는, 애플리케이션, 제품, 액세서리, 서비스 또는 이들의 일부 조합과 연관될 수 있다. 상기 인공 현실 콘텐츠를 제공하는 인공 현실 시스템은 호스트 컴퓨터 시스템에 연결된 머리 장착형 디스플레이(HMD), 독립형 HMD, 모바일 디바이스 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 한 명 이상의 시청자에게 인공 현실 콘텐츠를 제공할 수 있는 임의의 다른 하드웨어 플랫폼을 포함하는 다양한 플랫폼들상에서 구현될 수 있다.Embodiments of the present invention may include or be implemented with an artificial reality system. Artificial reality may include, for example, virtual reality (VR), augmented reality (AR), mixed reality (MR), hybrid reality, or some combination and/or derivative thereof in any way prior to presentation to the user. It is a form of adjusted reality. Artificial reality content may include fully generated content or generated content combined with captured (eg, real world) content. The artificial reality content may include video, audio, haptic feedback, or some combination thereof, any of which is provided as a single channel or multiple channels (eg, stereo video that creates a three-dimensional effect for the viewer). can be Additionally, in some embodiments, artificial reality is also used, for example, to generate content in and/or otherwise used in artificial reality (eg, performing an activity in artificial reality); It may be associated with an application, product, accessory, service, or some combination thereof. The artificial reality system providing the artificial reality content may include a head mounted display (HMD) coupled to a host computer system, a standalone HMD, a mobile device or computing system, or any other hardware capable of providing artificial reality content to one or more viewers. It can be implemented on a variety of platforms, including platforms.
요약서에 설명된 것을 포함하여, 본 발명의 예시된 실시예들에 대한 상기 설명은 배타적인 것으로 의도되거나 본 발명을 개시된 정확한 형태로 한정시키도록 의도된 것은 아니다. 본 발명의 특정 실시예들 및 용례들이 예시 목적으로 본원에 기술되어 있지만, 관련 기술 분야의 숙련가들이 인식하는 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정이 가능하다.The foregoing description of illustrated embodiments of the invention, including what is described in the Abstract, is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed. Although specific embodiments and uses of the invention have been described herein for purposes of illustration, various modifications are possible within the scope of the invention, as those skilled in the relevant art will recognize.
그와 같은 수정들은 위의 상세한 설명에 비추어 본 발명에 적용될 수 있다. 다음의 청구항들에서 사용된 용어들은 본 명세서에 개시된 특정 실시예들로 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 본 발명의 범위는 전적으로, 청구범위 해석의 확립된 교리에 따라 해석되어야 하는, 다음의 청구항들에 의해 결정되어야 한다.Such modifications may be applied to the present invention in light of the above detailed description. The terms used in the following claims should not be construed as limiting the invention to the specific embodiments disclosed herein. Rather, the scope of the invention should be determined solely by the following claims, which should be construed in accordance with established doctrines of claim interpretation.
Claims (15)
소정 용적의 경화성 광학 중합체를 튜브에 제공하는 단계;
플런저를 상기 튜브 내로 삽입하는 단계로서, 상기 플런저는 상기 경화성 광학 중합체와 접촉하고 렌즈 곡률을 한정하는 헤드를 포함하고, 상기 헤드는 상기 튜브의 내부 형상에 긴밀하게 끼워맞춰지도록 크기 설정되는, 상기 삽입하는 단계;
상기 플런저가 상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 경화성 광학 중합체를 경화시키는 단계; 및
상기 경화 후에 상기 튜브로부터 상기 플런저를 제거하는 단계로서, 상기 경화성 광학 중합체는 상기 플런저의 헤드에 의해 한정된 렌즈 곡률을 포함하는 광학 소자로 경화되는, 상기 플런저를 제거하는 단계를 포함하는, 방법.A method of making a lens assembly comprising:
providing a volume of the curable optical polymer to the tube;
inserting a plunger into the tube, the plunger comprising a head in contact with the curable optical polymer and defining a lens curvature, the head sized to fit tightly to the inner shape of the tube. to do;
curing the curable optical polymer with the plunger inserted into the tube; and
removing the plunger from the tube after curing, wherein the curable optical polymer is cured into an optical element comprising a lens curvature defined by the head of the plunger.
제2 플런저를 상기 튜브의 제2 단부로부터 상기 튜브 내로 삽입하는 단계로서, 상기 플런저는 상기 튜브의 제2 단부 반대편에 위치하는 상기 튜브의 제1 단부 내로 삽입되는, 상기 삽입하는 단계; 및
상기 경화 후에 상기 튜브로부터 상기 제2 플런저를 제거하는 단계로서, 상기 광학 소자의 렌즈 곡률은 상기 광학 소자의 제1 측면상에 배치되고, 상기 제1 측면의 반대편에 위치하는 상기 광학 소자의 제2 측면이 제2 곡률을 한정하는 상기 제2 플런저의 제2 헤드의 상기 제2 곡률에 의해 한정되는, 상기 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
inserting a second plunger into the tube from a second end of the tube, the plunger being inserted into a first end of the tube opposite the second end of the tube; and
removing the second plunger from the tube after the curing, wherein the lens curvature of the optical element is disposed on a first side of the optical element, the second of the optical element being opposite the first side The method further comprising the step of removing, wherein a side surface is defined by the second curvature of the second head of the second plunger defining a second curvature.
제2 용적의 제2 경화성 광학 중합체를 상기 튜브에 제공하는 단계;
후속 플런저를 상기 튜브 내로 삽입하는 단계로서, 상기 후속 플런저는 상기 제2 경화성 광학 중합체와 접촉하고 제2 렌즈 곡률을 한정하는 후속 헤드를 포함하며, 상기 후속 헤드는 상기 튜브의 내부 형상에 긴밀하게 끼워맞춰지도록 크기 설정되는, 상기 삽입 단계;
상기 후속 플런저가 상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 제2 경화성 광학 중합체를 경화시키는 단계; 및
상기 제2 경화성 광학 중합체의 경화 후에 상기 튜브로부터 상기 후속 플런저를 제거하는 단계로서, 상기 제2 경화성 광학 중합체는 상기 후속 플런저의 후속 헤드에 의해 한정된 제2 렌즈 곡률을 포함하는 제2 광학 소자로 경화되며, 바람직하게는 상기 제2 광학 소자는 상기 광학 소자의 렌즈 곡률과 접촉하는, 상기 후속 플런저를 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
providing a second volume of a second curable optical polymer to the tube;
inserting a subsequent plunger into the tube, the subsequent plunger including a subsequent head in contact with the second curable optical polymer and defining a second lens curvature, the subsequent head fitting tightly to the inner shape of the tube the insertion step being sized to fit;
curing the second curable optical polymer with the subsequent plunger inserted into the tube; and
removing the subsequent plunger from the tube after curing of the second curable optical polymer, wherein the second curable optical polymer is cured to a second optical element comprising a second lens curvature defined by a subsequent head of the subsequent plunger wherein the method further comprises removing the subsequent plunger, preferably the second optical element is in contact with the lens curvature of the optical element.
상기 이미지 센서상에 광을 집속시키도록 구성된 렌즈 조립체를 포함하는 디바이스로서,
상기 렌즈 조립체는:
제1 파장의 자외선(UV)에 대해 광학적으로 투명한 튜브;
상기 튜브 내로 운반된 소정 용적의 UV 경화성 광학 중합체로 제조되는 제1 광학 소자로서, 상기 UV 경화성 광학 중합체는 제1 굴절률을 가지며, 상기 제1 광학 소자의 외부 경계는 상기 튜브에 경화되는, 상기 제1 광학 소자; 및
상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 광학 중합체로 제조되는 제2 광학 소자를 포함하는, 디바이스.image sensor; and
a device comprising a lens assembly configured to focus light onto the image sensor, the device comprising:
The lens assembly comprises:
a tube optically transparent to ultraviolet (UV) light of a first wavelength;
a first optical element made of a volume of a UV curable optical polymer conveyed into the tube, the UV curable optical polymer having a first refractive index, and an outer boundary of the first optical element being cured in the tube. 1 optical element; and
a second optical element made of a second optical polymer having a second index of refraction different from the first index of refraction.
제1 파장의 광에 대해 광학적으로 투명한 튜브;
광학 소자로서, 상기 광학 소자는 상기 튜브 내로 운반된 소정 용적의 광학 중합체로 제조되고, 상기 소정 용적의 광학 중합체는 상기 튜브의 내부 형상에 결합되고, 상기 소정 용적의 광학 중합체는 제1 굴절률을 갖는, 상기 광학 소자; 및
적어도 하나의 다른 광학 소자로서, 상기 적어도 하나의 다른 광학 소자는 상기 튜브 내로 운반되고 상기 튜브의 내부 형상에 결합된 제2 광학 중합체로 제조되고, 상기 제2 광학 중합체는 제2 굴절률을 갖는, 상기 적어도 하나의 다른 광학 소자를 포함하는, 렌즈 조립체.A lens assembly comprising:
a tube optically transparent to light of a first wavelength;
An optical device, wherein the optical device is made of a volume of an optical polymer conveyed into the tube, the volume of optical polymer is bonded to the inner shape of the tube, and wherein the volume of optical polymer has a first index of refraction. , the optical element; and
at least one other optical element, wherein the at least one other optical element is made of a second optical polymer carried into the tube and bonded to the inner shape of the tube, the second optical polymer having a second index of refraction; A lens assembly comprising at least one other optical element.
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